Verbundvorhaben: H2SkaProMo-Skalierbare cyber-physische Produktionssysteme zur Montage von Brennstoffzellen-Stacks; Teilvorhaben: Entwicklung eines Fertigungsprozesses mit KI-Unterstützung
Zeitraum
2021-12-01 – 2024-11-30
Bewilligte Summe
59.234,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN5014D
Leistungsplansystematik
Brennstoffzelle - PEMFC [EA2251]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Manuelle Montageprozesse für Brennstoffzellen-Stacks (BSZ) werden häufig noch von Fachkräften durchgeführt, die durch hohe Produktvarianzen, hohe Komplexität und strenge Qualitätsvorgaben unter erheblicher physischer Belastung stehen. Um Herstellkosten zu senken sollen künftig weniger hochqualifizierte Arbeitskräfte eingesetzt und die Ausschussrate kontinuierlich verringert werden. Ein Teilziel des Forschungsprojektes (FP) ist die Entwicklung einer manuellen Montage, in der der Mitarbeiter durch verschiedene Systeme kognitiv entlastet und der Einsatz weniger hochqualifizierter Mitarbeiter in der variantenreichen Montage ermöglicht wird. Dies ist insbesondere durch den zunehmenden Fachkräftemangel und die erwartete Umschulung von Mitarbeitern aus der Produktion konventioneller Antriebsstränge wichtig. Verglichen mit anderen Industrien findet die Qualitätssicherung bei der teilautomatisierten Montage der Stacks noch wenig Beachtung, wobei zerstörungsfreie Prüfungen und eine durchgängige Rückverfolgbarkeit aus Haftungsgründen zwingend notwendig sind. Die Qualitätssicherung, die bedarfsgerechte Erhöhung der Ausbringungsmenge und die physische Entlastung der Mitarbeiter sind nur durch die Skalierung der manuellen in eine teilautomatisierte Montagelinie möglich. Ein Teilziel des FP ist die Entwicklung einer teilautomatisierten Montagelinie durch Integration von Technologien zur Mensch-Maschine-Interaktion und eines Systems zur proaktiven Qualitätssicherung. Automatisierte Montagelinien für BSZ-Stacks sind derzeit nur vereinzelt und prototypisch im industriellen Einsatz. Erhebliche Herausforderungen müssen bei Zuführ-, Transport-, Füge-, Prüf- und Inbetriebnahmeprozessen gelöst werden, um die industriellen Ziele beim Stapeln der Komponenten mit Frequenzen > 1 Hz (1 Teil/s) zur wirtschaftlichen Stackmontage zu erreichen. Ein Teilziel des FP ist es, zusammen mit Ausrüstern, Anwendern und Instituten eine automatisierte Linie zur Stackmontage zu entwickeln und zu betreiben.